24小时太阳能不间断问天实验舱背后的科技力量

7月25日10时03分，神舟十四号航天员成功打开实验舱舱门，顺利进入实验舱。这是中国航天员首次进入在轨科学实验舱。天空实验舱是中国空间站中最大的单个模块。它的建造攻克了哪些技术难关，它的能源供应背后有哪些科技支撑？日报记者从重庆市科技局了解到，问天实验舱和阿尔法对日定向驱动机制的建设，有重庆科研成果支撑。

齿轮传动，让太阳翼不放过每一缕阳光。

为了保证空间站持续的能源供应，田甜实验舱配备了目前国内研制的最大的可伸缩柔性太阳能翼。完全展开状态下，单翼长达27米，面积138平方米。首次实现了太阳能翼两个自由度同时旋转，使柔性太阳能翼能够24小时跟踪太阳，保证每一缕阳光都垂直照射在太阳能翼上。

空间实验舱在预定轨道上完成姿态调整和系统调试后，其太阳能电池翼的定向驱动机构将投入使用。日本阿尔法定向传动机构对齿轮传动是由重庆大学机械传动国家重点实验室自主研发的。

“要实现太阳翼对太阳的24小时不间断跟踪，就要靠反转齿轮传动。”该齿轮传动的研制者、重庆大学机械传动国家重点实验室陈炳奎教授介绍，这是一种新型齿轮传动，误差适应能力突出，承载能力高，可满足空间极端高低温交替变化，满足超大空间尺寸变形、高可靠性、长寿命等阿尔法机构的严格要求。

“它的原理是我们小时候受滚铁环启发提出来的。”陈炳奎说，团队早在2003年就开始了锥齿轮的研究，随后陆续形成了曲线-曲线、曲面锥齿轮等理论体系。到目前为止，它已经获得了三项国际专利。问天的实验舱装有一对弯曲曲面的齿轮。转铁环。直走时，铁环垂直于地面，转弯时，铁环倾斜于地面。所以陈炳奎猜测曲线和曲面的接触会有很好的误差适应能力。经过深入研究，他们提出了一种具有良好误差补偿能力的线对线锥齿轮传动。

据了解，陈炳奎教授团队在前期积累的理论研究和工业应用基础上，对机构锥齿轮传动进行了近8年的研究，攻克了极端工况下锥齿轮的设计理论与方法、多物理量作用下锥齿轮的数字化闭环精密加工与测量、模拟条件下锥齿轮的加速疲劳寿命试验技术与装备等多项关键技术。在上海航天系统工程研究所、上海航天装备制造总厂、郑州机械研究所等单位的全力配合下，最终，

攻克多项技术难关，为实验舱锻造超大板材。

空间实验舱是中国空间站中最大的单个模块。本次试验用于建造舱壁主体结构的5XXX超大尺寸蒙皮壁板具有高冶金质量、高性能、高表面质量等技术要求。构件尺寸大，最大宽度超过2000mm。材料综合性能要求高，生产难度极大。

面对外国技术的垄断和封锁，中国的研发机构面临着巨大的挑战。西南铝业(集团)有限公司d团队克服重重困难，攻克了5XXX合金工业化生产中合金成分精确控制等关键技术，解决了铸造等生产技术难题

西铝为长征五号乙遥三运载火箭专门研制的5米环，是目前国内最大的火箭用锻造铝合金环。2018年，西南铝业启动5m环质量提升，先后攻克锻造、轧制变形等多项技术难关，综合性能达到世界先进水平。10米超大型铝合金整体环的研制成功创造了新的世界纪录，解决了我国未来发射重型运载火箭的重大关键技术难题。

西南铝业作为我国航天研发铝合金材料支撑的核心基地，已分别为田文实验舱和长五B-3运载火箭提供了70%以上和60%以上的关键铝合金材料，涵盖锻件、板材、型材、管材等10多个规格和品种。